鋼結構知識解析,全面帶你認識鋼結構

  • 發布時間:2020-06-04 12:00
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鋼結構知識解析,全面帶你認識鋼結構

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一、什么是鋼結構

  什么是鋼結構,用學術語言來說鋼結構是以鋼材制作為主的結構,是現在主要的建筑結構類型之一。鋼材的特點是強度高、自重 輕、整體剛性好、變形能力強,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜。鋼結構是由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼 柱、鋼桁架等構件;各構件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結構。

 二、鋼結構特點

  1、鋼材韌性,塑性好,材質均勻,結構可靠性高,適于承受沖擊和動力荷載,具有良好的抗震性能。鋼材內部組織結構均勻, 近于各向同性勻質體。鋼結構的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結構可靠性高。

  2、材料強度高,自身重量輕,鋼材強度較高,彈性模量也高。與混凝土和木材相比,其密度與屈服強度的比值相對較低,因而 在同樣受力條件下鋼結構的構件截面小,自重輕,便于運輸和安裝,適于跨度大,高度高,承載重的結構。

  3、鋼結構密封性能好,由于焊接結構可以做到完全密封,可以作成氣密性,水密性均很好的高壓容器,大型油池,壓力管道等 。

  4、鋼結構耐熱不耐火,當溫度在150℃以下時,鋼材性質變化很小。因而鋼結構適用于熱車間,但結構表面受150℃左右的熱輻 射時,要采用隔熱板加以保護。溫度在300℃ -400℃時.鋼材強度和彈性模量均顯著下降,溫度在600℃左,鋼材的強度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中,鋼結構必須采用耐火材料加以保護以提高耐火等級。

  5、鋼結構耐腐蝕性差,特別是在潮濕和腐蝕性介質的環境中,容易銹蝕。一般鋼結構要除銹、鍍鋅或涂料,且要定期維護。對 處于海水中的海洋平臺結構,需采用“鋅塊陽極保護”等特殊措施予以防腐蝕。

  6、鋼結構制造安裝機械化程度高,鋼結構構件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機械化制造鋼結構構件成品精度高、生產效率 高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結構是工業化程度最高的一種結構。

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三、鋼結構的發展歷史

  我國早期在鐵結構方面就有卓越的成就,但由于封建制度的束縛,科學不發達,所以我國2000多年來長期停留于鐵制建筑物的水 平。直到19世紀末,我國才開始采用現代化鋼結構。新中國成立后,鋼結構的應用有了很大的發展,不論在數量上或質量上都遠 遠超過了過去。2000年以后,我國國民經濟顯著增長,國力明顯增強,鋼產量成為世界大國。2008年前后,在奧運會的推動下, 出現了鋼結構建筑熱潮,強勁的市場需求,推動鋼結構建筑迅猛發展,建成了一大批鋼結構場館、機場、車站和高層建筑,其中 ,有的鋼結構建筑在制作安裝技術方面具有世界一流水平,如奧運會國家體育場等建筑。在設計、制造和安裝等技術方面都達到 了較高的水平,掌握了各種復雜建筑物的設計和施工技術。

四、鋼結構的主要特點

  抗風性

  型鋼結構建筑重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。建筑物自重僅是磚混結構的五分之一,可抵抗每秒70米的颶風,使生 命財產能得到有效的保護。

  抗震性

  低層別墅的屋面大都為坡屋面,因此屋面結構基本上采用的是由冷彎型鋼構件做成的三角型屋架體系,輕鋼構件在封完結構性板 材及石膏板之后,形成了非常堅固的"板肋結構體系",這種結構體系有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力,適用于抗震烈度為 8度以上的地區。

  隔音性

  隔音效果是評估住宅的一個重要指標,輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音達40分貝以上;由輕鋼龍骨、保溫 材料石膏板組成的墻體,其隔音效果可高達60分貝。

  保溫性

  采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主,具有良好的保溫隔熱效果。用以外墻的保溫板,有效的避免墻體的“冷橋”現象,達到了更 好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當于1m厚的磚墻。

  健康性

干作業施工,減少廢棄物對環境造成的污染,房屋鋼結構材料可100%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合當前環 保意識;所有材料為綠色建材,滿足生態環境要求,有利于健康。

  耐久性

  輕鋼結構住宅結構全部采用冷彎薄壁鋼構件體系組成,鋼骨采用超級防腐高強冷軋鍍鋅板制造,有效避免鋼板在施工和使用過程 中的銹蝕的影響,增加了輕鋼構件的使用壽命。結構壽命可達100年。

  舒適性

  輕鋼墻體采用高效節能體系,具有呼吸功能,可調節室內空氣干濕度;屋頂具有通風功能,可以使屋內部上空形成流動的空氣間 ,保證屋頂內部的通風及散熱需求。

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五、鋼結構的優勢與劣勢

  優勢

  1、鋼結構住宅比傳統建筑能更好的滿足建筑上大開間靈活分隔的要求,并可通過減少柱的截面面積和使用輕質墻板,提高面積 使用率,戶內有效使用面積提高約6%。

  2、節能效果好,墻體采用輕型節能標準化的C型鋼、方鋼、夾芯板,保溫性能好,抗震度好。節能50%,

  3、將鋼結構體系用于住宅建筑可充分發揮鋼結構的延性好、塑性變形能力強,具有優良的抗震抗風性能,大大提高了住宅的安 全可靠性。尤其在遭遇地震、臺風災害的情況下,鋼結構能夠避免建筑物的倒塌性破壞。

  4、建筑總重輕,鋼結構住宅體系自重輕,約為混凝土結構的一半,可以大大減少基礎造價。

  5、施工速度快,工期比傳統住宅體系至少縮短三分之一,一棟1000平米只需20天、五個工人方可完工。

  6、環保效果好。鋼結構住宅施工時大大減少了砂、石、灰的用量,所用的材料主要是綠色,100%回收或降解的材料,在建筑物 拆除時,大部分材料可以再用或降解,不會造成垃圾。

  7、以靈活、豐實。大開間設計,戶內空間可多方案分割,可滿足用戶的不同需求。

  8、符合住宅產業化和可持續發展的要求。鋼結構適宜工廠大批量生產,工業化程度高,并且能將節能、防水、隔熱、門窗等先 進成品集合于一體,成套應用,將設計、生產、施工一體化,提高建設產業的水平。

  劣勢

  1、復雜性

  鋼結構工程項目施工質量問題的復雜性,主要表現在引發質量問題的因素繁多,產生質量問題的原因也復雜,即使是同一性質的 質量問題,原因有時也不一樣,從而質量問題的分析、判斷和處理增加了復雜性。例如焊接裂縫,其既可發生在焊縫金屬中,也 可發生在母材熱影響中,既可在焊縫表面,也可在焊縫內部;裂縫走向既可平行于焊道,也可垂直于焊道,裂縫既可能是冷裂縫 ,也可能是熱裂縫;產生原因也有焊接材料選用不當和焊接預熱或后熱不當之分。

  2、可變性

  鋼結構工程施工質量問題還將隨著外界變化和時間的延長而不斷地發展變化,質量缺陷逐漸體現。例如,鋼構件的焊縫由于應力 的變化,使原來沒有裂縫的焊縫產生裂縫:由于焊后在焊縫中有氫的活動的作用便可產生延遲裂縫。又如構件長期承受過載,則鋼構件要產生下拱彎曲變形,產生隱患。

  3、嚴重性

  鋼結構工程項目施工質量問題的嚴重性表現在:一般的,影響施工順利進行,造成工期延誤,成本增加,嚴重的,建筑物倒塌,造成人身傷亡,財產受損,引起不良的社會影響。

  4、頻發性

  由于我國現代建筑都是以混凝土結構為主,從事建筑施工的管理人員和技術人員對鋼結構的制作和施工技術相對比較生疏,以民工為主的具體施工人員更不懂鋼結構工程的科學施工方法,導致施工過程中的事故時常發生。

六、鋼結構的發展前景

  中國鋼結構產業在近10余年期間發展迅速,已成為全球鋼結構用量最大、制造施工能力最強、產業規模第一、企業規模第一的鋼 結構大國。

  鋼結構企業:須重視“十二五”發展

  各地重大鋼結構工程的成功建設,說明我國的鋼結構綜合技術水平已處于國際先進水平。但我國的鋼結構產業在信息化、自動化 、標準化、科研創新方面同發達國家相比還有不小的差距。2011年是國家“十二五”規劃起始之年,國家有關部委、行業協會及 企業集團、鋼結構企業都在進行調研、分析市場及未來發展趨勢。國家發改委、工信部、科技部也正在研究有關戰略性新型產業 確定和規劃目標,對具有國際先進水平、自主創新能力強、國際競爭實力強大并可以占領更多市場的產業,將列入規劃并給予支 持、扶持政策。機遇也是挑戰,我國鋼結構產業能否上臺階、上規模,“十二五”期間的發展至關重要。

  中國鋼結構協會經過調查研究,在聽取有關專家意見和建議后,草擬了《關于鋼結構產業在國家“十二五”規劃的戰略思考及建 議草案》,在征求有關人員的意見后,協會將組織有關專家具體落實、完善,以促進“十二五”期間鋼結構行業取得更大發展。

  鋼結構行業由于其經濟和技術的優越性、低碳減排、循環經濟以及可工業化、產業化發展,能更好的適應并滿足當前我國國民經濟建設需要,也將成為具有市場廣闊、企業眾多、創新不斷、充滿蓬勃生機的新興產業之一。

 

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